CC BY
14УДК 330.46+004.94 doi:10.18720/SPBPU/2/id21-54
Булыгина Ольга Валентиновна,
доцент, канд. экон. наук, доцент
СИСТЕМА ИМИТАЦИОННОГО КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ PILGRIM
Россия, г. Смоленск, филиал ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске, baguzova_ov@mail.ru
Памяти Александра Анатольевича Емельянова
В 1995 г. в Московском экономико-статистическом институте (МЭСИ) была создана кафедра Общей теории систем и системного анализа. С 1996 по 2004 гг. (9 лет) заведующим этой кафедрой был Александр Анатольевич Емельянов.
С 2005 года А.А. Емельянов работал в Национальном исследовательском университете «МЭИ» и в его филиале в г. Смоленске. Развивал теорию имитационного моделирования. Был членом правления Национального общества имитационного моделирования (штаб-квартира в г. Санкт-Петербург). В 2006 г. создал журнал «Прикладная информатика» и был его главным редактором.
А.А. Емельянов — автор известных учебников по системному анализу [1,11] и компьютерному имитационному моделированию [2-6].
Важным вкладом в теорию систем и системного анализа является разработанная А.А. Емельяновым компьютерная имитационная система Pilgrim.
Аннотация. Статья посвящена памяти Александра Анатольевича Емельянова (10.06.1947 — 20.12.2020). Представлены основные положения концепции имитационного компьютерного моделирования, реализованные в системе Pilgrim, которую предложил и развивал А.А. Емельянов.
Ключевые слова: имитационное компьютерное моделирование, компоненты, конструкция, система Pilgrim.
Olga V. Bulygina,
Associate Professor, Candidate of Economic Sciences
PILGRIM SIMULATION SYSTEM
Russia, Smolensk, Branch of National Research University MPEI in Smolensk, baguzova_ov@mail.ru
Abstract. The article is dedicated to the memory of Alexander Anatolyevich Emelyanov (10.06.1947 — 20.12.2020). The main provisions of the concept of computer simulation are presented, implemented in the Pilgrim system, which was proposed and developed by A.A. Emelyanov.
Keywords: computer simulation, components, design, Pilgrim system.
Введение.
В статье представлен предложенный А.А. Емельяновым декомпозиционный подход к созданию компьютерной имитационной системы, реализованный с применением программных CASE-пакетов в виде компьютерной имитационной системы Pilgrim.
1. Принципы создания системы Pilgrim
Предложенный А.А. Емельяновым декомпозиционный подход к созданию компьютерной имитационной системы, с помощью которого в процессе системно-структурного анализа выявляется иерархическая структура модели, реализован с применением программных CASE-пакетов в различных вариациях [7].
Прототип системы Pilgrim был создан в 1995 г. Технологическая схема взаимодействия компонентов системы приведена на рис. 1.
Интерфейс
входных параметров
Рис. 1. Технологическая схема взаимодействия компонентов системы имитационного моделирования
Конструктор моделей Pilgrim позволяет автоматизировать процесс создания графа модели и автоматически генерировать код Pilgrim-
программы. Автоматическая генерация программного кода позволяет пользователю не задумываться о структуре и синтаксисе программы, уделяя все внимание структуре и параметрам самой модели.
Информация о модели сохраняется в файле с расширением *.pgf (Pilgrim Graf File). Для всех типов вершин графа модели введены упрощенные условные обозначения. Внутри узла происходит обработка транзакта, определяемая спецификой его типа. Конструктор контролирует ошибки, не позволяя выполнять неверные действия.
Система Pilgrim с самого начала предусматривала возможность применения для широкого круга задач и расширения ее функций.
2. Развитие системы Pilgrim
Система Pilgrim предназначена для системных аналитиков, экономистов-математиков и других специалистов, знакомых с программированием, но не являющихся программистами-профессионалами.
Изначально заложенные в систему Pilgrim функции моделирования процессов не теряют своей актуальности и применимы к широкому кругу задач. Пакет Pilgrim создавался как язык, лишенный оболочки, и позволял создавать модель в виде программного файла. В последующем Pilgrim приобрел интерфейс, содержащий меню и графики в текстовом режиме. Предусмотрено развитие аппаратного обеспечения, перенос на различные платформы, развитие в процессе эволюции операционных систем и технологий, изменение интерфейса с учетом пожеланий пользователей.
Вначале система Pilgrim использовалась в основном для моделирования задач с помощью статистических методов [8], в частности для задач массового обслуживания [10]. Затем она применялась для моделирования в геопространстве с визуализацией результатов, для создания геоинформационных систем, для моделирования картографических изменений с применением математических методов, для решения задач коммивояжера с привязкой к географическим координатам.
Для развития системы Pilgrim применялась теория планирования компьютерного эксперимента, в том числе с использованием моделей регрессии с разными функциями распределения и концепции факторного эксперимента [9], а также теория нечеткой логики [13].
В настоящее время система Pilgrim развивается на основе применения метаэвристических методов, основанных на высокоуровневой стратегии поиска приближенного решения, который опирается на несколько эвристик нижнего уровня [12]. Использование этих методов дает возможность решения сложных оптимизационных задач без наличия полных и точных знаний о пространстве поиска. В таких случаях осуществляется прямой случайный поиск решений, близких к оптимальным, до тех пор, пока будет выполнено условие останова (число итераций, уро-
вень значимости и др.).
Применяются алгоритмы роевого интеллекта, основанные на моделировании коллективного поведения колоний различных живых организмов: оптимизации в муравьиных и пчелиных колониях, бактериальной оптимизации, светлячковый алгоритм, кукушкин поиск, алгоритмов бактериальной оптимизации, которые позволяют учитывать благоприятные и негативные факторы [14].
Заключение
Работы по развитию системы компьютерного имитационного моделирования Pilgrim продолжают осуществляться в Национальном исследовательском университете «МЭИ» и его филиале в г. Смоленске.
Список литературы
1. Емельянов А.А., Булыгина О.В., Емельянова Н.З., Кукушкин А.А. Системный анализ в управлении. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2018. - 450 с.
2. Емельянов А.А., Булыгина О.В., Емельянова Н.З. Имитационное моделирование в экономике и управлении. - М: ИНФРА-М, 2019. - 592 с.
3. Емельянов А. А. Имитационное моделирование в управлении рисками. -СПб.: Инжэкон, 2000. - 376 с.
4. Булыгина О.В., Емельянов А.А., Емельянова Н.З. Имитационное моделирование в системном анализе, экономике и бизнесе. - М.: Издательство МЭИ, 2019. 268 с.
5. Емельянов А.А., Власова Е.А. Имитационное моделирование в экономических информационных системах. М.: МЭСИ, 1998. - 108 с.
6. Емельянов А.А., Власова Е.А., Дума Р.В. Имитационное моделирование экономических процессов. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 368 с.
7. Калянов Г.Н. CASE структурный системный анализ (автоматизация и применение). - М.: Лори, 1996. - 241 с.
8. Налимов В.В., Чернова И. А. Статистические методы планирования экспериментов. - М.: Наука, 1965. - 366 с.
9. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. - М.: Мир, 1975. - 392 с.
10. Саати Т. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения. - М.: Сов. Радио, 1970. - 377 с.
11. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник / Под ред. В.Н. Волковой и А.А. Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2006. - 848 с.; изд. 2-е - М.: Финансы и статистика; ИНФРА-М, 2009. - 848 с.
12. Bulygina O.V., Emelyanov A.A., Emelyanova N.Z. Complex swarm-simulation modeling of innovative projects promotion into the regions // 2018 4th International Conference on Information Technologies in Engineering Education, Inforino 2018 - Proceedings, 2018.
13. Bulygina O.V., Emelyanov A.A., Emelyanova N.Z., Yashin E.S. Simulation and fuzzy logic in import substitution risk management of high-tech equipment // 2020 5th International Conference on Information Technologies in Engineering Education, Inforino 2020 - Proceedings, 2020.
14. Passino К.М. Biomimicry of bacterial foraging for distributed optimization and control // IEEE Control Systems Magazine, 2002, vol. 22, no. 3, pp. 52-67.
